Без электрощитка в частном доме не обойтись: его задача — обезопасить от короткого замыкания, пожара и защитить пользователя от удара током. Собирать такой щиток — занятие интересное и увлекательное, особенно если слушать споры электриков, по какой схеме заземления их лучше делать. Не надо пугаться споров и звучащих в них аббревиатур: разобраться в этом деле нам поможет Андрей Литвинчук, начальник отдела электроснабжения компании «Росавтодор».
От чего спасает щиток
Электрический щиток играет ключевую роль в обеспечении безопасности и надежности работы всей электросистемы здания или сооружения.
Замыкание
Электрощит ― это оболочка. Внутри нее находятся оборудование, автоматические выключатели, УЗО и т. д. От этих устройств идет распределение по линиям: освещение, розетки и другим. Они защищают нашу проводку от скачков напряжения и коротких замыканий.
При сборке у нас будет не один автоматический выключатель на все потребители. Мы сделаем разделение по зонам: например, свет-кухня/розетки-кухня. Это позволит нам проводить работы на той же кухне, но не обесточивать весь дом ― а только эту конкретную линию.
Этот текст поможет вам сориентироваться в том, как может и должна быть устроена схема подключения электрощита в частном доме, а также подскажет, что для этого нужно. Не приступайте к работам самостоятельно, если у вас нет опыта работы с электричеством: это небезопасно. Вы всегда можете найти квалифицированного специалиста на бирже профессионалов «Петровича».
Короткое замыкание — одна из главных причин большинства бытовых пожаров в России. Оно возникает из-за неправильного электромонтажа, перегрузки сетей, скачков напряжения и даже от удара молнии в соседский дом. Во время замыкания нарушается нормальная работа электроцепи: в результате возникает ток огромной силы. Электроны через точку короткого замыкания возвращаются обратно в сеть, но при этом само место замыкания нагревается до температур, вызывающих пожар. Обычно это сопровождается искрением, вспышками, а далее — горением всей прилегающей территории. Этого мы и должны избежать.
Обрыв проводов
Провода, по которым к нам в дом приходит электричество, бывают двух видов:
- воздушные линии электропередачи (ВЛ) ― старые оголенные металлические жилы, крепящиеся на фарфоровых чашках (изоляторах)
- самонесущие изолированные провода (СИП)
Первые мы раньше часто видели в старых деревнях, но в наше время это раритет: последние десять лет происходит их замена на СИП.
Эта замена напрямую не связана со снижением риска обрыва линий. Оба типа проводов одинаково уязвимы к механическим повреждениям, например от столкновения с краном или другой тяжелой техникой.
Однако, существует важное различие в последствиях такого обрыва:
- При обрыве металлических жил ВЛ, как правило, выходит из строя только один нулевой (нейтральный) провод, в то время как фазные провода могут оставаться работоспособными.
- В случае с СИП обрыв вызовет отключение всех четырех проводов (трех фазных и нулевого), что приведет к полному обесточиванию участка сети.
Из-за этой особенности при использовании неизолированных проводов ВЛ нельзя было применять систему заземления TN-C-S, где нулевой и защитный проводники совмещены. Вместо этого требовалось использовать систему TT с раздельными нулевым и защитным проводниками и местным заземлением, что усложняло и удорожало систему.
Переход на СИП позволяет отказаться от такой локальной системы заземления и перейти на более простую централизованную TN-систему с общим заземлением.
Фаза — это провод, в котором есть напряжение. А ноль — провод, в котором напряжения нет. Когда мы включаем, например, обогреватель в розетку и жмем кнопку «вкл.», электроны бегут из фазового провода через нагревательный элемент и уходят обратно в сеть по нулевому проводу, возвращаясь по кабелю к тому огромному генератору, который и вырабатывает электричество в нашей сети. Да, электрон совершает огромное путешествие, чтобы нам стало тепло.
Если причина замыкания в неисправном бытовом приборе, то автоматический выключатель сработает и отключит питание ― защитит таким образом сеть от сломанного устройства. Здесь мы понимаем, что проблема в приборе ― мы отключаем его от сети.
Если причина не в нем, а, например, в обрыве или повреждении на линии, то нам поможет выключатель дифференциального тока (ВДТ) — оно же УЗО. Он реагирует на утечки тока и защищает от них.
Итого — организация системы заземления повысит уровень электробезопасности.
Кабель СИП — на рисунке видны четыре изолированные жилы, три из которых — фазы, четвертая — ноль. Источник: petrovich.ru
Как электричество попадает в дом
Рассмотрим усредненный частный дом:
- площадь до 200 м²
- подключен к местной электросети
- 3 фазы, 220/380 В, 15 кВт мощности
В дом приходит электричество, но сначала оно оказывается в проводе на опоре ЛЭП, откуда подается на столб возле дома. Туда его провела электроснабжающая компания и установила электрощит. В нем есть счетчик и автоматический выключатель (далее в целях удобства будем называть его просто «автомат»). У него чаще всего есть характеристика отключения «С» на ток 25 ампер. «С» означает, что автомат отключит подачу электричества при превышении тока в 5–10 раз, препятствуя возникновению короткого замыкания.
Вот как выглядит схема подключения в этом электрическом щитке:
Из этого электрощита ток поступает в сам дом. Да, автомат там может защитить от замыкания, но лезть на столб, чтобы его включить или выключить, проблематично. Поэтому щиток нужен внутри дома.
Есть две схемы, по которым организованы щитки с автоматами внутри дома: старая без заземления в землю и новая — с ним.
Старая схема без заземления в землю
Классическая схема электроснабжения заключается в том, что к нам в дом приходит электричество по фазовому проводу, а уходит оно по нулевому — обратно на подстанцию. Заземление в этой схеме связано с нулевым проводом — прямо в землю технически ничего не уходит. И если происходит обрыв нулевого провода, то система теряет свою защитную функцию, а на корпусах электроприборов появляется опасное для жизни напряжение. Вот так выглядит эта схема:
Схема подключения автоматов и УЗО в щитке
Внутри щитка у нас есть главный вводный автомат, отключающий электричество, к нему из электрощита на столбе приходит фазный провод — а с него уже фаза распределяется на меньшие автоматы. Они отвечают за отдельные части электросети в доме. Например, отдельный автомат для освещения в комнатах, отдельный — для розеток, отдельный — для питания ванной комнаты. Если произойдет замыкание в розетке, выключится отвечающий за них автомат, но освещение при этом останется.
В щитке рабочий ноль подключается к двум шинам: желто-зеленого и синего цветов. Основная шина — синяя. По ней ток возвращается на подстанцию. Желто-зеленая — резервная, на случай если синяя обгорит.
На рисунке видны две шины, к которым прикручены провода. Провод синего цвета — рабочий ноль, желто-зеленого — резервный
Главный плюс такой схемы — она дешевая. Простой щиток, включающий в себя две шины, рейку и пять-шесть автоматов, вместе с корпусом обойдется в сумме от 6 000 руб.
Главный недостаток такой схемы в том, что она не защитит от обрыва проводов. Потому что, когда происходит обрыв фазного провода, главная опасность — это сам провод: к нему нельзя приближаться, особенно если он лежит на земле и искрит. Это мы проходили на уроках ОБЖ. Но это опасность для рядом находящегося человека, а не для нашей проводки.
Обрыв нулевого провода абсолютно не опасен для электропроводки ― он никак на нее не влияет. Проводка — это система кабелей для передачи электроэнергии до точек конечного потребления. Даже если из-за обрыва фазное напряжение поднимется до линейного, ток в проводке изменится ровно на 70% по отношению к рабочему. Это совершенно нормально. Единственное, пострадает конечное оборудование. И если случится пожар, то причиной его станет именно оборудование, а не проводка.
Обычный автомат может этого не заметить и не отключиться. Чтобы этого избежать, нужна новая система — с УЗО (устройством защитного отключения) и заземлением в землю.
Новая схема с УЗО и заземлением в землю
УЗО внешне похоже на автомат, но работает иначе.
Двух- и четырехполюсное УЗО. Источник: petrovich.ru
УЗО реагирует на утечки тока в десятки миллиампер. При появлении малейших признаков короткого замыкания УЗО отключает подачу напряжения — и никаких пожаров или сгоревших электроприборов.
Схематично это выглядит так:
Наглядная схема работы УЗО
Таким образом, схема электроснабжения должна быть следующей:
- В электрощит, находящийся на столбе возле дома, приходит кабель СИП — три фазы и рабочий ноль.
- Электромонтажники от сетевой организации подключают эти провода к автомату и счетчику на столбе, оттуда выходят также три фазы и ноль — к тому щитку, который стоит в доме.
- На входе в щиток в доме нужно поставить рубильник. Он нужен для того, чтобы можно было вручную отключить весь свет в доме, если вдруг вы заметите мигание лампочек или запах горелой проводки.
- К рубильнику проведите три фазы— и эти же три фазы должны выйти из него в четырехполюсное УЗО. Ноль огибает рубильник и идет сразу в УЗО.
- Дальше распределите фазы по линиям на меньшие автоматы: на освещение, на розетки, плиту и так далее.
- А ноль распределите по проводке, идущей к розеткам, освещению и плите.
- Отдельно соберите заземляющий контур. Об этом — ниже.
Схематично это все будет выглядеть так:
Схема электроснабжения частного дома с УЗО и заземлением
Кто-то думает, что на входе в домашнем щитке нужен вводной автомат, но это не верно. В новой схеме подключения с УЗО автомат как раз не нужен, потому что он у нас есть выше по сети — в электрощите на столбе. Кто-то также скажет, что раз у нас есть УЗО, то оно и станет рубильником. Нет, это не так. На входе в домашний щиток должен быть именно рубильник для полного отключения электричества.
УЗО устанавливают после рубильника, оно реагирует на утечку тока в сотые доли ампера. При коротком замыкании по проводам уходящей в землю части заземления потечет ток не более 2–3 А, достаточный для срабатывания УЗО, но совершенно безопасный для проводки и неспособный вызвать пожар.
Как собрать заземляющий контур
Заземляющий контур — это проводник, уходящий в землю. Его называют контуром, потому что часто он бывает в виде замкнутой петли вокруг здания, закопанной в землю. Однако для мощностей простого частного дома делать полноценный контур вокруг дома не нужно — достаточно будет одной точки, где проводник будет уходить в землю.
Сейчас есть готовые комплекты заземления для установки. Лучше брать безмуфтовые варианты, которые дают гарантированный контакт.
Работу лучше доверить профессиональным электрикам, которые знают правила монтажа и нюансы установки, а в конце сделают необходимые электрические замеры.
